Гамильтониан для маятника переменной длины

Этот вопрос взят из книги "Классическая динамика частиц и систем" - Марион, задача 7.24. Задача о маятнике, который приводится в движение, его длина меняется с постоянной скоростью.

г л г т "=" α .
Читателю предлагается вычислить лагранжиан, гамильтониан и обсудить сохранение энергии. Вычисляя лагранжиан, получаем:
л "=" Т U "=" 1 2 м ( л ˙ 2 + л 2 θ ˙ 2 ) + м г л потому что θ "=" 1 2 м ( α 2 + л 2 θ ˙ 2 ) + м г л потому что θ .
Теперь мы можем найти обобщенные импульсы как для θ и л :
п θ "=" л θ ˙ "=" м л 2 θ ˙
п л "=" л л ˙ "=" м л ˙ "=" м α .
Теперь, когда у нас есть обобщенные импульсы, мы можем записать гамильтониан следующим образом:
ЧАС "=" я п я д я ˙ л "=" п θ 2 2 м л 2 + п л 2 2 м м г л потому что θ .
Но, согласно книге, гамильтониан на самом деле равен:
ЧАС "=" я п я д я ˙ л "=" п θ 2 2 м л 2 п л 2 2 м м г л потому что θ .
Этот результат в основном игнорирует термин п л л ˙ . Почему?

Я не думаю, что l является обобщенной координатой, поэтому pl неверно
Почему бы и нет? Учитывая, что нам нужно знать l, чтобы указать положение массы маятника.

Ответы (1)

Подсказки:

  1. Исходная лагранжева система имеет 2 переменные ( , θ ) и 1 ограничение "=" 0 α т .

  2. Вставив ограничение, мы можем переписать это как редуцированную лагранжеву систему с 1 переменной θ и 0 ограничений.

  3. Тогда соответствующая приведенная гамильтонова система имеет переменные ( θ , п θ ) с гамильтонианом ЧАС "=" п θ θ ˙ л .